Der Aspekt-System- Ansatz

Ein neuer Ansatz zur Gestaltung von Produktions-Management-8vstemen

Siegfried AUGUST/N, Oipl.-Ing. Or. mont., Jahrgang 1946.

Studium des Eisenhüttenvvesens an der Montanuniversität Leoben, seit 1970 Industrieberatertätigkeit, seit1973bei der SIEMENS AG, München, Zentralbereich Technik, Ferti- gungswirtschaft und -organisation. Secretary der Working Group5.7(Automation of Production Planning and Controlj _der International Federation for Information Processing

(IFIP).

Der Aspekt-System- Ansatz

Die Produktion als Hauptbereich eines Unternehmens ist unter zwei Haupta- spekten zu betrachten: dem technisch- physikalischen Aspekt der Transforma- komplexeren Systemen, die durch noch mehr DV-Einsatz am Leben ge- halten werden, sich aber mehr und mehr von der betrieblichen Realität entfernen und vom operativen Perso- nal oft nicht mehr akzeptiert werden.

Das Planungs- und Steuerungspers0- nal ist durch den hohen Datenanfallka- pazitätsmäßig überfordert, hat aber das subjektive Gefühl, ausreichend in- formiert zu sein, was sich in einer Ver- schlechterung der Entscheidungsqua- lität niederschiägt.[1]

In einer derartigen Situation ist natür- lich die Bereitschaft sehr hoch, Erfolgs- rezepte vornehmlich ostasiatischer Provenienz kritiklos zu adaptieren oder auf die Wunderwaffe "Personal-Com- puter« zu bauen. Um jedoch zu tragfä- higen Lösungen zu kommen, ist es not- wendig, über ein neues Systemver- ständnis zu grundsätzlich anderen Ge- staltungsansätzen zu kommen, inner- halb derer die genannten Lösungen durchaus ihren Platz haben.

Gemessen an dem Aufwand, der in den Auf- und Ausbau von Produktionsplanungs- und Steuerungssystemen (PPS-Systemen) ge- steckt wird, sind die Erfolge bei der Erreichung produktionswirtschaftli- cher Ziele - Lieferzeiten, Durchlaufzeiten, Bestände, Kosten - oftmals enttäuschend. Eine wesentliche Ursache hierfür ist (Ue Vorgehensweise bei der Gestaltung derartiger Planungs- und Steuerungssysteme, die durch mangelnde Systematik, fehlendes ganzheitliches Denken u..nd ein- seitige DV-orientierung gekennzeichnet ist. Der aus der Systemtheorie entwickelte Aspekt-System-Ansatz (ASA) ist geeignet, in dieser Situa- tion Abhilfe zu schaffen.

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Situationscharakteristik

DV-gestützte PPS-Systeme haben heu- te vielfach einen Grad von Komplexität erreicht, der es nicht mehr ertaubt, die- se Systeme sicher zu handhaben und ohne Probleme zu erweitern oder zu . verändern. Überdies ist es meist nicht mehr möglich, Kausalzusammenhän- ge zwischen Input und Output zu er- kennen, sodaß ein Einsatz der Syste- me zur Erreichung der eingangs ge- nannten Ziele und eine Anpassung an Veränderungen der Systemumwelt - beispielsweise Nachfrageschwankun- gen - nicht mehr möglich sind.

Die in der Praxis eingeschlagenen We- ge zur Systemverbesserung konzen- trieren sich meist auf den verstärkten Einsatz teilweise anspruchsvoller DV- Techniken (Datenbankeinsatz, Dialogi- sierung etc.), während die eigentlichen PPS-Probleme ungelöst bleiben. Dies führt, verbunden mit einer ausgepräg- ten Subsystemdenkweise, zu einer Steigerung der' Datenflut, die auf Grund der mangelnden Orientierung an produktionswirtschaftlichen Zielen mit einem Defizit an qualifizierten Infor- mationen Hand in Hand geht. Eine- falsch verstandene - Integration um jeden Preisführtzu einer Erhöhung der .Schnittsteilenpro~lematikund zu noch

tion von Ausgangsmaterialien in fertige Erzeugnisse bestimmter Qualität und dem kybernetischen Aspekt einer termin- und mengenbezogenen Len- kung der Produktion zum Zweck einer ziel konformen Erledigung von Produk- tionsaufträgen (Abb. 1). Dies beinhaltet

Produktions-System

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Abb. 1: Die wesentlichen Aspekte eines Produk- tions-Systems

sowohl die Versorgung mit Material und Informationen als auch die Versor- gung mit den erforderlichen Kapazitä- ten, und zwar über alle Fertigungsstu- fen hinweg. Diese logistisch orientierte Betrachtungsweise unterscheidet sich von der allgemein üblichen Definition der PPS dadurch, daß der Bereich Pro- duktion in Abhängigkeit vom Betriebs- typ unterschiedlichen Umfang hat [2]

und auch die sogenannten Vorlauf-·

und Nachlaufbereiche umfaßt, sofern sie auftragsbezogen arbeiten und durchlauf- bzw. lieferzeitrelevant sind.

Zur begrifflichen Unterscheidung von der PPS hat sich für dieses Problem- feid die Bezeichnung Produktions- Management (PM) eingebürgert. Die Gestaltung eines derartigen zielorien- tierten, offenen, kooperativen Systems ist eine Aufgabe, zu deren Be.vältigung

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sich der Aspekt-System-Ansatz (ASA) als geeignet erwiesen hat. Durch die- sen Ansatz ist es möglich, auch ein komplexes System transparent und gestaltbar zu machen, ohne es in meh- rere Teile, »Subsystem8«, zerlegen zu müssen [3]. Neben der Systemtheorie liegt diesem Ansatz auch die Ziel-Mit- tel-Denkv.Jeise zugrunde, was sich in folgender Modellvorstellung nieder- schlägt: Zur Erreichung der Ziele, de- ren Ermittlung und Quantifizierung den Ausgangspunkt bilden, sind Aufgaben und Funktionen notv.Jendig, für deren Abwicklung - und damit für-die Errei- chung der Ziele - Aufgabenträger verantVv{)rtIich sind. Diese Aufgaben- träger verv.Jenden zur Durchführung der Informationsprozesse Sachmittel zur Verarbeitung, Übertragung und Speicherung von Informationen. Ein Management-System ist somit unter vier v.Jesentlichen Aspekten zu be- trachten, die prinzipiell auch für das technisch-physikalische System der Produktion gelten (Abb. 1).

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Ehe auf die Gestaltung der einzelnen Aspektsysteme eingegangen wird, ist es notv.Jendig, die Einflüsse der Systemumv.Je1t auf den Gestaltungs- prozeß zu erfassen. Auf diese Weise wird auch die oft gestellte Forderung nach mehr Flexibilität, mit der häufig nur unklare Vorstellungen verbunden sind, konkretisiert.

Die Unternehmensumv.Jelt - im

we-

sentlichen Absatz-, Beschaffungs-, Kapital- und Technologiemärkte sowie gesetzliche Vorschriften - ist ständi- gen Veränderungen unterworfen, auf die die einzelnen Bereiche im Unter- nehmen reagieren müssen. Das Produktions-Management erhält der- artige Anstöße auf direktem und auf in- direktem Weg (Abb. 2). Der Aspekt- System-Ansatz erlaubt es, systema- tisch zu prüfen, ob bzw. auf v.Jelches Aspekt-System eine Veränderung der 14 DER WIRTSCHAFTSINGENIEUR 16 (1984) 4

Umv.Jelt - sei es eine technologische Innovation, eine Marktschwankung o.

ä. - wirkt. Wenn eine relevante Wir- kung vorhanden ist, wird das entspre-

Unltmehmensumwelt

Abb.2: Einflüsse auf die Produktion chende Aspekt-System geändert.

Dann wird geprüft, ob sich diese Ände- rung im Sinn der Ziel-Mittel-Relationen auf die anderen Aspekt-Systeme aus- wirkt (Abb. 3). Wenn notv.Jendig, wer- den die entsprechenden Korrekturen durchgeführt, damit das PM-System wieder in sich geschlossen und har- monisch ist.

Auf Grund der Bedeutung der Unter- nehmensumwelt und der im Vergleich zur früheren Jahren v.Jesentlich häufi- geren Änderungen ist es gerechtfertigt und erforderlich, daß sich die ständige Analyse dieser Einflüsse auch organi- satorisch manifestiert, um die dauern- de Flexibilität sicherzustellen.

Die Gestaltung des Ziel- systems

Der Entwurf eines Zielsystems für das Produktions-Management geht von den unternehmerischen Zielen (Return of Investment, Marktstrategien etc.) aus, die in Produktionsziele umzuset- zen sind. Dabei ist eine Quantifizierung aller Ziele Bedingung; nur so ist sicher- gestellt, daß das Produktions- Management-System auf Markt- schwankungen reagieren und die er- forderliche Flexibilität bieten kann. Ent- sprechend den technischen und kapa- zitätsmäßigen Möglichkeiten der Pro- duktion wird festgelegt, innerhalb v.Je1- cher Toleranzen Zieländerungen ohne Umgestaltung des Systems aufgefan- gen v.Jerden können bzw. ab wann ein System-Redesign notv.Jendig wird. Ei- ne v.Jeitere entscheidende Festlegung

Abb. 3: Design und Redesign von PM-Systemen

ist die eindeutige Priorisierung von pro- duktionswirtschaftlichen Zielen; ist ein Ziel fixiert - etwa eine bestimmte Liefer- oder Durchlaufzeit, bestimmte Fertigungskosten etc. - so müssen sich alle anderen Ziele dieser Zielset- zung unterordnen, gegebenenfalls in bestimmter Reihenfolge. Ein erhebli- cher teil der Schwierigkeiten, die gerne auf das Konto der PPS gebucht v.Jer- den, resultiert aus unterschiedlichen Zielprioritäten: Die Auftragsplanung verfolgt eine bestimmte Lieferzeit, wäh- rend die Beschaffung günstige Ein- kaufspreise und Bestellrabatte an- strebt und die Fertigung ihre Kapazitä- ten möglichst hoch auslasten will.

Diese Zieldivergenz führt natürlich zu Unterv.Jegsbeständen durch angear- beitete Aufträge, zu Fehlteilen und Ter- minverzögerungen. Für die Gestaltung eines kooperativen Systems, bei dem die einzelnen Elemente aufeinander angevviesen sind, ist die Herstellung eines durchgehenden Zielverständnis- ses die Grundvoraussetzung für die Er- reichung eines positiven Umsatzes an Interaktionssynergie und damit für eine ökonomische Zielerreichung [4].

Über eine Feasibility-Studie ist zu ermit- teln, v.Jelchen B~itrag die einzelnen Produktionsbereiche zur Gesamtziel- erreichung zu liefern haben. Die Be- trachtung sollte sich dabei nicht nur auf das Produktions-Management, son- dern auch auf den technisch- physikalischen Aspekt der Produktion, d. h. auf Gestaltung und Dimensionie- rung des Produktions-Layouts, bezie- hen.

Erreichung\/Oll1 Woche durchn. DUje Monlagebereich

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Sichere Montageprozesse Synchronisierte Monlageprozesse (Technische Harmonisierung) (Dispositive Harmonisierung)

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Drastische Senkung KurzeReaktionsze~ SynchroneBere~· Entwicklung\/Oll der Fehlerquole in auf lechn. Slörungen stellung\/OllTeilen. Algorithmen zur Raten- den Monlageuntertagen

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l und Pulfersleuerung Beherrschbare Technologie! r1age . .

Qualifiziertes Personal EntwICklung eInes werkzeuges zur schnellen Reaktion auf Kapazitätsänderung ..vor Ort"

Ergebnis der Zielsystemgestaltung ist eine quantifizierte Festlegung des Hauptziels und eine widerspruchsfreie Auffächerung in Teilziele sowie die ein- deutige Fixierung von Prioritäten be- züglich der anderen Produktions- Management-Ziele. Die Praxis zeigt, daß in der heutigen wirtschaftlichen Si- tuation bereits in den Zielen eine starke Produktorientierung zu beobachten ist.

Die Gestaltung der Funktionssysteme

Aus den Zielen ist auf dem Weg eines Ziel-Mittel-Denkens abzuleiten, welche Aufgaben und Funktionen zur Errei- chung der einzelnen Ziele erforderlich sind. Auch dies ist im Grunde ein kreati- ver Prozeß, der in gleicher Weise zu neuen funktionalen Lösungen wie auch zum Einsatz existierender Funk- tionen führen kann, sofern durch sie ei- ne Zielerreichung möglich ist (z. B.

KANBAN, Auftragsfreigabe mit Bela- stungsschranke, Raten- und Puffer- synchronisation etc.).

Die Technik des Denkens in Ziel-Mittel- Hierarchien besteht darin, herauszufin- den, welche Mittel - in Summe oder alternativ - zur Zielerreichung geeig- net sind. Diese Mittel stellen für die nächste Hierarchiestufe ihrerseits Ziele dar [5]. Vor dem jevveils nächsten De- taillierungsschritt ist jedoch zu prüfen, ob die Mittel als solche realisierbar sind. Bei mehreren alternativ in Frage kommenden Mitteln ist entsprechend der nächstfolgenden Zielpriorität das geeignetste auszuwählen. Es ist durch- aus vorstellbar, daß für bestimmte Ar- ten und Konstellationen von Zielen

»Standard«-Ziel-Mittel-Hierarchjen ent- worfen werden, wenigstens bis zu ei- nem bestimmten Detaillierungsgrad.

Sohat sich beispielsweise für Durch- laufzeitziele die in Abb. 4 dargestellte Hierarchie bewährt.

Die Detaillierung der Aufgaben und

Funktionen ist so weit zu treiben, bis ei- ne Weiterführung ohne Abgrenzung der Verantwortungsbereiche und ohne Festlegung der Aufgabenträger nicht mehr möglich ist. Auf diese Weise er- gibt sich als Ergebnis der Funktionssy- stemgestaltung ein konkreter Aufgaben- und Funktionskatalog, der - um das konkrete Mengengerüst er- gänzt - die Basis für die Gestaltung der Organisation bildet.

Die Gestaltung des Organisationssystems

Unter Organisation ist in diesem Zu- sammenhang die Zuordnung von Auf- gabenträgern zu Aufgaben und Funk- tionen sowie die Verteilung und Ab- grenzung von Verantwortungsberei- chen zu verstehen.Anzus!~Guen ist ei- ne möglichst hohe Kongruenz von Auf- gabe, Kompetenz und Verantwortung.

Die Organisationsstruktur ist in starkem

Abb. 4: Ziel-Mittel-Hierarchie für Durchlaufzeiten

Maß davon abhängig, welche Mana- gement-Strategie zugrundeliegt, von welchem Grad der' Zielkonvergenz ausgegangen wird und welche Qualifi- kation den Aufgabenträgern beige- messen bzw. von ihnen gefordert wird.

Nur bei einer durchgehenden Ziel- identifikation aller am Produktionspro- zeß Beteiligten, also bei einem allge- meinen Vertrauensklima, ist es sinnvoll, Maßnahmen wie Delegation von Ver- antwortung, Bildung autonomer Ein- heiten, kollegiales Management etc.

zur Organisationsgestaltung heranzu- ziehen. Ein derartiges organisatori- sches Gebilde hat den Vorteil, relativ unempfindlich gegen Störungen zu sein und auf Grund des Synergieeffek- tes gemeinkostensenkend zu wirken, da es mit wesentlich weniger Informa- tionen auskommt. Allerdings werden dabei sehr hohe Anforderungen an die

Führungsqualitäten de.s Manage- ments im Produktionsbereich, an seine Entscheidungs- und Motivationsfähig- keiten gestellt.

Das andere Extrem liegt vor, wenn kein Klima der Ziel konvergenz und des Ver- trauens herrscht. In diesem Fall muß durch ein dichtes Kontroll- und Über- wachungssystem dafür gesorgt wer- den, daß jede .z,jelabweichung durch neue Vorgabe korrigiert wird. Nach diesem Muster organisierte Systeme sind naturgemäß sehr aufwendig und gemeinkostenintensiv, da zur laufen- den Überwachung ein hohes Informa- tionsvolumen erforderlich ist. In der Praxis gibt es selbstverständlich eine Reihe von Zwischenstufen, sei es auf unterschiedlichen hierarchischen Ebe- nen des Produktions-Managements oder in verschiedenen (Produkt-)Berei- chen der Produktion.

Die Anzahl der hierarchischen Stufen in einem Produktions-Management- System wird durch die Festlegung der L.eitungsspannen der einzelnen Aufga-

benträger (Personen, org. Einheiten wieZ. B. Abteilungen) bestimmt [6].

Gestaltung des

Informationssystems

Ziel dieses letzten Schrittes bei der Ge- staltung eines Produktions-Manage- ment-Systems ist es, ein Informations- Layout zu entwerfen, das die Versor- gung der Aufgabenträger und der da- zugehörigen Funktionen mit den be-' nötigten Informationen sicherstellt. Auf Grund der von den Aufgabenträgern eingesetzten Methoden bei der Ab- wicklung von Funktionen läßt sich der jevveilige Informationsbedarf nach Qualität, Menge, Aktualität und Verfüg- barkeitszeitpunkt ermitteln. die kapazi- tätsmäßige Dimensionierung der Auf- gabenträger richtet sich danach, inwie- weit die Entscheidungs- und Informa-

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Aufstellung der Informationsspeicher:

Z 12 Lieferpläne und Fertigungsprogramm

~13 Grunddaten Grobkapazität

MItzubetrachtende Nachbar-Funk- tionen:

VP 181 Prognose erstellen

FI 47 Betriebsaufträge verwalten

Die

Technik

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Schlußbemerkung

Aus Platzgründen konnte in diesem Artikel nur ein Abriß davon gegeben werden, wie der ASA zur Gestaltung von PM-Systeme'1 einzusetzen ist.

Praktische Erfahrungen haben die An- wendbarkeit dieses Ansatzes bestä- tigt, der sich auf Grund der zielorien- tierten Vorgehensweise auch in einer wesentlichen Verkürzung der Durch-

führungszeiten bei Design- oder Redesign-Projekten auswirkt. Eine weitere Erfahrung bestand darin, daß die Dauer der Zielkonzeptionsphase vergleichsweise lang ist, da sehr viel Meinungsbildungsarbeit damit ver- bunden ist. daß aber die anderen Pha- . sen z.1.überraschend schnell abge- wickelt werden konnten. Dadurch, daß der DV-Aspekt erst am Schluß der Pro- jekte behandelt wurde, ergaben sich teilweise ganz unübliche, aber sehr wirksame DV-Lösungen.

Lieferpläne

Abgestimmtes Fertigungsprogramm Lieferplan

Auftragsdaten Fertigungsprogramm Fertigungsprogramm

Fertigmeldungen (Betriebstyp S, Sa, Bs)

Mahnungen Terminkorrekturen Terminverschiebung Lieferplan

Anforderung Lieferplan Lieferplan

Kapazitätsprofil Endgültiger Lieferplan Terminauskünfte

Terminanforderung (bei Betriebstyp Sa, Bs, Ba)

207 208 209 210 211 212 213 214 638 661

Aufstellung der Informationsverbindun- gen:

105 201 202 203 204 205 206

Grob- und Feinkonzepte, wie dies bis- her meist gehandhabt wurde, erübrigt.

Es ergeben sich folgende Projekt- schritte:

1. Ziel konzept (inkI. Feasibility-Studie) 2. Funktionskonzept

3.0rganisationskonzept 4. Informationskonzept 5. Realisierung tionsverarbeitungsprozesse sinnvoll zu

formalisieren sind und damit für eine Verarbeitung durch ein Sachmittel - etwa EDV - geeignet sind. Was nicht formalisierbar ist, bleibt der personel- len Abwicklung vorbehalten.

Als Grundlage für die Gestaltung des Informations-Layouts hat sich in der Praxis ein Modell als praktikabel erwie- sen, das sich auf die drei Komponen- tenInformationsvera~beitung, Übertra- gung und Speicherung stützt [7] (Abb.

5). Durch eine Quantifizierung des Mo- dells erhält man einen konkreten Lei- stungskatalog für Informationssach- mittel. Auf diese Weise ist nicht nur eine wirtschaftliche Ausstattung mit Sach- mitteln, sondern auch eine volle Nut- zung der technischen Möglichkeiten, vor allem von DV-Komponenten, ge- währleistet.

Durchführung von Design-Projekten

Die Anwendung des ASA bei der Ge- staltung von Produktions-Manage- ment-Systemen verlangt eine etwas andere Vorgehensweise bei Projekten als dies »normalerweise« der Fall ist.

Zwar setzt das Aspektdenken ein ge- wisses Abstraktionsvermögen voraus, die einzelnen Schritte sind jedoch so

~onkret. daß sich eine Aufteil4ng in

Xapazitlts- anpassunq einleiten

Abb. 6: Darstellung eines Informationsprozesses (Beispiel: Fertigungsprogramm erstellen und führen) (2)

GrObkapaZlo.tAr.srechnunq durchfuhren

Literatur:

(1) KN Elp, K.: Management by Corporate Iden- tity, in: w&v (Werben und Verkaufen), Jahr- gang 1978, Nr. 47-52, S. 12/13, 32;

S. 15-17; S. 18-19; S. 15-18; S. 5, 8 (2) AUGUSTIN, S. / BEIER, H. H. / GOLD, H.P.

ITHIMM, K.: Atlas der innerbetrieblichen In- formationsverarbeitung, Frankfurt/M. (in Vorbereitung)

(3) AUGUSTIN, S. / HÜBNER, H.: Designing Computer-Supported Production-Manage- ment-Systems Using The Aspect-System- , Approach, Amsterdam_19~

(4) K~EIp,K.: a. a.0.

(5) HUBNER, H.: Strukturplanung von Informa- tionssystemen, InnsbruckWien 1981, S.4911.

(6) OBERHOFER, A.F.:Betrachtungen zur Or- ganisation von Unternehmen, in: BHM 126 (1981), S. 157-165

(7) AUGUSTIN, S.IGÜNDLlNG,R.:DV-Einsatz in der Produktionsplanung/-steuerung (PPS) - Lösung oder Schaffung von Pro- blemen?, in: Sozio-äkonomische AflINen- dungen der Kybernetik und Systemtheorie - Herausforderung an Theorie und Praxis (Hrsg. Krallmann H.), Bertin 1982, S. 63-79

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